【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习 10-1 交变电流的产生和描述模拟提能训（含解析）.doc

【金版教程】2015届高考物理大一轮总复习10-1交变电流的产生和描述模拟提能训（含解析）一、高考题组1.[2011·安徽高考]如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为()A.eq\f(BL2ω,2R)B.eq\f(\r(2)BL2ω,2R)C.eq\f(\r(2)BL2ω,4R)D.eq\f(BL2ω,4R)解析：本题考查交变电流的产生及交变电流有效值的求法，意在考查考生对交变电流有效值的理解．线框转动的角速度为ω，进磁场的过程用时eq\f(1,8)周期，出磁场的过程用时eq\f(1,8)周期，进、出磁场时产生的感应电流大小都为I′＝eq\f(\f(1,2)BL2ω,R)，则转动一周产生的感应电流的有效值满足：I2RT＝(eq\f(\f(1,2)BL2ω,R))2R×eq\f(1,4)T，解得I＝eq\f(BL2ω,4R)，D正确．答案：D2.[2011·四川高考](多选)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么()A.线圈消耗的电功率为4WB.线圈中感应电流的有效值为2AC.任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4coseq\f(2π,T)t(V)D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝eq\f(T,π)sineq\f(2π,T)t(Wb)解析：本题主要考查交变电流的产生过程、交变电流的有效值、电功率等概念，意在考查考生的分析综合能力．线圈转动的角速度ω＝eq\f(2π,T)，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，当线圈转过60°时，电流的瞬时值表达式为i＝Imcos60°＝1A，解得Im＝2A，则正弦交变电流的有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝eq\r(2)A，B错误；线圈消耗的电功率P＝I2R＝4W，A正确；由欧姆定律可知，感应电动势的最大值Em＝ImR＝4V，所以瞬时值的表达式为e＝4coseq\f(2π,T)t(V)，C正确；通过线圈的磁通量Φ＝Φmsinωt＝Φmsineq\f(2π,T)t，由感应电动势的最大值Em＝BSω＝Φm×eq\f(2π,T)，得Φm＝eq\f(EmT,2π)，解得Φ＝eq\f(EmT,2π)sineq\f(2π,T)t＝eq\f(2T,π)sineq\f(2π,T)t(Wb)，D错误．答案：AC3.[2009·福建高考]一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0Ω，现外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则()A.电压表eq\o(\s\up7(○),\s\do5(V))的示数为220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J解析：由题图甲可知电动势的有效值为220V，电压表测量的是路端电压，故电压表的示数为U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(220,95＋5)×95V＝209V，A错误；由题图甲可知交变电流的周期为T＝0.02s，则频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，一个周期内电流的方向改变2次，故每秒钟电流方向改变2×50＝100(次)，B错误；灯泡的实际功率为P＝(eq\f(E,R＋r))2R＝(eq\f(220,95＋5))2×95W＝459.8W，C错误；由焦耳定律得Q＝(eq\f(E,R＋r))2rt＝(eq\f(220,95＋5))2×5×1J＝24.2J，D正确．答案：D二、模拟题组4.[2013·江苏南京四校调研](多选)阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是()A.电压的有效值为10VB.通过电阻的电流有效值为eq\f(\r(2),2)AC.电阻消耗的电功率为5WD.电阻每秒产生的热量为10J解析：由题图可知，电压的有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(10,\r(2))V＝5eq\r(2)V，选项A错误；通过电阻的电流有效值I＝eq\f(U,R)＝eq\f(5\r(2),10)A＝eq\f(\r(2),2)A，选项B正确；电阻消耗的电功率P＝I2R＝(eq\f(\r(2),2))2×10W＝5W，选项C正确；电阻每秒产生的热量Q＝Pt＝5×1J＝5J，选